Energiebedarf des Körpers - AES
Energiebedarf des Körpers - AES
Energiebedarf des Körpers - AES
Einleitung
Dein Körper braucht ständig Energie: beim Atmen, Denken, Wachsen, Bewegen und sogar im Schlaf. Diese Energie stammt aus Lebensmitteln und wird vor allem in Kilojoule (kJ) und Kilokalorien (kcal) angegeben.
Im Fach AES ist wichtig zu verstehen, dass der Energiebedarf nicht bei allen Menschen gleich ist. Er hängt unter anderem von Alter, Körpergröße, Körpergewicht, Körperzusammensetzung, Wachstum, Gesundheitszustand und besonders von der körperlichen Aktivität ab.
Merke: Richtwerte für die Energiezufuhr sind Orientierungswerte. Sie sind keine persönliche Vorgabe und eignen sich nicht dazu, einzelne Menschen oder einzelne Mahlzeiten zu bewerten.
Lernziele
Nach diesem aiMOOC kannst Du erklären, wofür Dein Körper Energie braucht. Du kannst Grundumsatz, Leistungsumsatz, Gesamtumsatz, PAL-Wert und Energiebilanz unterscheiden. Außerdem kannst Du Energieangaben auf Lebensmittelverpackungen lesen und erklären, warum sich der Energiebedarf von Mensch zu Mensch unterscheidet.
Energie im Körper
Der Körper wandelt die in Lebensmitteln enthaltene chemische Energie um. Sie wird zum Beispiel für Muskelarbeit, Stoffwechselvorgänge, Wachstum und die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur genutzt.
Die wichtigsten energieliefernden Nährstoffe sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Ihre Energiegehalte unterscheiden sich:
| Nährstoff | Energie pro Gramm |
|---|---|
| Kohlenhydrate | etwa 17 kJ bzw. 4 kcal |
| Proteine | etwa 17 kJ bzw. 4 kcal |
| Fette | etwa 37 kJ bzw. 9 kcal |
| Ballaststoffe | durchschnittlich etwa 8 kJ bzw. 2 kcal |
Fett liefert pro Gramm mehr Energie als Kohlenhydrate oder Protein. Trotzdem sagt der Energiegehalt allein noch nichts darüber aus, wie ausgewogen oder nährstoffreich ein Lebensmittel ist.
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Kilojoule und Kilokalorie
Die gesetzliche Energieeinheit ist das Joule. Bei Lebensmitteln begegnen Dir meist Kilojoule (kJ) und Kilokalorien (kcal).
1 kcal entspricht ungefähr 4,184 kJ.
Auf verpackten Lebensmitteln findest Du den Energiegehalt in der Nährwerttabelle. In der Europäischen Union wird er normalerweise je 100 g oder 100 ml angegeben. So kannst Du ähnliche Produkte besser vergleichen.
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Grundumsatz, Leistungsumsatz und Gesamtumsatz
Grundumsatz
Der Grundumsatz ist die Energie, die der Körper unter festgelegten Ruhebedingungen benötigt, um lebenswichtige Funktionen aufrechtzuerhalten. Dazu gehören zum Beispiel Herzschlag, Atmung, Stoffwechsel und Temperaturregelung.
Auch wenn Du schläfst oder still sitzt, verbraucht Dein Körper deshalb Energie.
Der Grundumsatz wird unter anderem beeinflusst durch Alter, Körpergröße, Körpergewicht, Körperzusammensetzung, Hormone und Gesundheitszustand.
Leistungsumsatz
Der Leistungsumsatz ist der zusätzliche Energieverbrauch durch körperliche Aktivität. Dazu zählen nicht nur Sport, sondern auch Alltagstätigkeiten wie Gehen, Treppensteigen, Fahrradfahren, Hausarbeit oder körperliche Arbeit.
Gesamtumsatz
Im vereinfachten Schulmodell gilt:
Grundumsatz + Leistungsumsatz = Gesamtumsatz
Der Gesamtumsatz beschreibt also die gesamte Energiemenge, die der Körper innerhalb eines Tages umsetzt.
In ernährungswissenschaftlichen Referenzwerten wird häufig mit dem Ruheenergieverbrauch und dem PAL-Wert gearbeitet. Damit lässt sich der tägliche Gesamtenergieverbrauch abschätzen:
Ruheenergieverbrauch × PAL-Wert = Gesamtenergieverbrauch
Der PAL-Wert
PAL bedeutet Physical Activity Level. Der PAL-Wert beschreibt, wie körperlich aktiv ein Mensch im Alltag ist.
| PAL-Bereich | Typische Aktivität |
|---|---|
| etwa 1,2 bis 1,3 | überwiegend liegende oder sitzende Lebensweise |
| etwa 1,4 bis 1,5 | überwiegend sitzende Tätigkeit und wenig anstrengende Freizeitaktivität |
| etwa 1,6 bis 1,7 | sitzende Tätigkeit mit zusätzlichen gehenden und stehenden Tätigkeiten |
| etwa 1,8 bis 1,9 | überwiegend gehende und stehende Tätigkeit |
| etwa 2,0 bis 2,4 | körperlich anstrengende Arbeit oder sehr hohe sportliche Aktivität |
Der PAL-Wert zeigt besonders deutlich: Zwei Menschen gleichen Alters können einen unterschiedlichen Energiebedarf haben, wenn sich ihr Alltag stark unterscheidet.
Energiebedarf bei Jugendlichen
Während des Wachstums braucht der Körper zusätzlich Energie. Deshalb berücksichtigt die DGE bei Kindern und Jugendlichen neben Ruheenergieverbrauch und Aktivität auch den Energiebedarf für das Wachstum.
Beispiele für DGE-Richtwerte zeigen, wie stark sich die Werte mit Alter und Aktivität verändern:
| Alter | PAL 1,4 männliche Referenzperson | PAL 1,4 weibliche Referenzperson | PAL 1,8 männliche Referenzperson | PAL 1,8 weibliche Referenzperson |
|---|---|---|---|---|
| 10 bis unter 13 Jahre | 1900 kcal | 1700 kcal | 2400 kcal | 2200 kcal |
| 13 bis unter 15 Jahre | 2300 kcal | 1900 kcal | 2900 kcal | 2500 kcal |
| 15 bis unter 19 Jahre | 2600 kcal | 2000 kcal | 3400 kcal | 2600 kcal |
Diese Zahlen sind Richtwerte für Referenzpersonen. Der persönliche Energiebedarf kann davon abweichen. Für den AES-Unterricht ist deshalb wichtiger, die Einflussfaktoren und Zusammenhänge zu verstehen, als eine einzelne Zahl auswendig zu lernen.
Energiebilanz
Die Energiebilanz beschreibt das Verhältnis zwischen aufgenommener und verbrauchter Energie.
- Ausgeglichene Energiebilanz: Energiezufuhr und Energieverbrauch sind über längere Zeit ungefähr im Gleichgewicht.
- Positive Energiebilanz: Es wird längerfristig mehr Energie aufgenommen als verbraucht; überschüssige Energie kann gespeichert werden.
- Negative Energiebilanz: Es wird längerfristig weniger Energie aufgenommen als verbraucht; der Körper greift stärker auf gespeicherte Energie zurück.
Die Energiebilanz muss nicht an jedem einzelnen Tag exakt ausgeglichen sein. Entscheidend sind längere Zeiträume und die gesamte Lebenssituation.
Energiedichte und Nährstoffdichte
Die Energiedichte beschreibt, wie viel Energie ein Lebensmittel bezogen auf sein Gewicht liefert. Lebensmittel mit viel Wasser und Ballaststoffen haben häufig eine niedrigere Energiedichte. Lebensmittel mit viel Fett und wenig Wasser können eine höhere Energiedichte haben.
Die Nährstoffdichte beschreibt dagegen, wie viele wichtige Nährstoffe ein Lebensmittel im Verhältnis zu seinem Energiegehalt liefert.
Für die Lebensmittelauswahl im Alltag solltest Du deshalb nicht nur auf Kilokalorien schauen. Auch Vitamine, Mineralstoffe, Ballaststoffe, Fettqualität und die Zusammensetzung einer Mahlzeit spielen eine Rolle.
Energiebedarf im AES-Alltag
Im AES-Unterricht kannst Du das Thema direkt auf Alltagssituationen übertragen. Vergleiche zum Beispiel Nährwertangaben ähnlicher Lebensmittel, untersuche Portionsgrößen oder beobachte, wie sich ein überwiegend sitzender Tag von einem bewegungsreichen Tag unterscheidet.
Eine sinnvolle Alltagsentscheidung entsteht nicht durch möglichst wenig Energiezufuhr, sondern durch eine zum Bedarf passende, abwechslungsreiche Ernährung und regelmäßige Bewegung.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Wofür benötigt der Körper auch in völliger Ruhe Energie? (Für lebenswichtige Funktionen wie Atmung und Herzschlag) (!Nur für Sport) (!Nur für die Verdauung von Süßigkeiten) (!Nur für das Wachstum der Haare)
Was beschreibt der Grundumsatz? (Den Energiebedarf für lebenswichtige Funktionen unter Ruhebedingungen) (!Nur den Energieverbrauch beim Sport) (!Die Energie eines einzelnen Lebensmittels) (!Die Menge an Wasser im Körper)
Was ist der Leistungsumsatz? (Der zusätzliche Energieverbrauch durch körperliche Aktivität) (!Der Energieverbrauch des Körpers nur im Schlaf) (!Der Energiegehalt eines Getränks) (!Die Umrechnung von Kilojoule in Gramm)
Wie ergibt sich im vereinfachten Schulmodell der Gesamtumsatz? (Grundumsatz plus Leistungsumsatz) (!Grundumsatz minus Leistungsumsatz) (!Körpergewicht plus Körpergröße) (!Kilojoule plus Gramm)
Wofür steht die Abkürzung PAL? (Physical Activity Level) (!Personal Appetite Limit) (!Protein Activity Level) (!Physical Age List)
Welche Größe wird mit dem PAL-Wert beschrieben? (Das Ausmaß der körperlichen Aktivität) (!Die Körpertemperatur) (!Der Wassergehalt eines Lebensmittels) (!Die Menge an Vitaminen)
Welcher Nährstoff liefert pro Gramm am meisten Energie? (Fett) (!Protein) (!Kohlenhydrate) (!Wasser)
Was bedeutet eine ausgeglichene Energiebilanz? (Energiezufuhr und Energieverbrauch sind über längere Zeit ungefähr im Gleichgewicht) (!Es wird grundsätzlich keine Energie aufgenommen) (!Es wird nur Energie beim Sport verbraucht) (!Alle Menschen benötigen gleich viel Energie)
Welche Angabe hilft beim Vergleich ähnlicher verpackter Lebensmittel? (Der Energiegehalt pro 100 Gramm oder 100 Milliliter) (!Nur die Farbe der Verpackung) (!Nur der Produktname) (!Nur die Größe des Fotos auf der Verpackung)
Warum haben Jugendliche nicht alle denselben Energiebedarf? (Weil unter anderem Wachstum, Körpermerkmale und Aktivität unterschiedlich sind) (!Weil Energie nur von der Lieblingsspeise abhängt) (!Weil alle Jugendlichen denselben Grundumsatz haben) (!Weil Bewegung keinen Einfluss auf den Energieverbrauch hat)
Memory
| Grundumsatz | Energie für lebenswichtige Funktionen in Ruhe |
| Leistungsumsatz | Zusätzlicher Energieverbrauch durch Aktivität |
| Gesamtumsatz | Gesamter täglicher Energieverbrauch |
| PAL-Wert | Maß für körperliche Aktivität |
| Energiebilanz | Verhältnis von Energiezufuhr und Energieverbrauch |
| Energiedichte | Energiegehalt bezogen auf eine Lebensmittelmenge |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Grundumsatz | Herzschlag und Atmung in Ruhe |
| Leistungsumsatz | Fahrradfahren auf dem Schulweg |
| PAL-Wert | Aktivitätsniveau im Alltag |
| Nährwerttabelle | Energieangabe pro 100 Gramm |
| Energiebilanz | Verhältnis von Zufuhr und Verbrauch |
Kreuzworträtsel
| Kilojoule | Welche Energieeinheit wird mit kJ abgekürzt? |
| Grundumsatz | Wie heißt der Energiebedarf für lebenswichtige Funktionen unter Ruhebedingungen? |
| Leistungsumsatz | Wie heißt der zusätzliche Energieverbrauch durch körperliche Aktivität? |
| Bewegung | Was erhöht im Alltag den aktivitätsabhängigen Energieverbrauch? |
| Energiebilanz | Wie heißt das Verhältnis von Energiezufuhr und Energieverbrauch? |
| Nährwert | Welcher Begriff bezeichnet den ernährungsbezogenen Wert eines Lebensmittels? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Verpackungscheck: Suche drei Lebensmittelverpackungen und notiere jeweils die Energieangaben in kJ und kcal pro 100 g oder 100 ml.
- Körper in Ruhe: Gestalte eine kleine Zeichnung, die mindestens vier Körperfunktionen zeigt, für die auch in Ruhe Energie benötigt wird.
- Bewegungsprotokoll: Beobachte einen Schultag lang, bei welchen Alltagstätigkeiten Du Dich bewegst, ohne daraus Kalorienwerte zu berechnen.
- Lebensmittelvergleich: Vergleiche zwei Lebensmittel und überlege, welche Faktoren wie Wasser-, Fett- oder Ballaststoffgehalt die Energiedichte beeinflussen könnten.
Standard
- Aktivitätsprofile: Erstelle zwei fiktive Tagesabläufe mit unterschiedlich hoher körperlicher Aktivität und ordne begründet passende PAL-Bereiche zu.
- Erklärplakat: Gestalte ein Lernplakat mit den Begriffen Grundumsatz, Leistungsumsatz, Gesamtumsatz und PAL-Wert.
- Produktvergleich: Vergleiche die Nährwerttabellen von drei ähnlichen Produkten und erkläre, warum die Angabe pro 100 g oder 100 ml hilfreich ist.
- Fallbeispiel: Erfinde drei Alltagssituationen für eine ausgeglichene, positive und negative Energiebilanz und erkläre jeweils den Zusammenhang.
Schwer
- Richtwerte untersuchen: Recherchiere DGE-Richtwerte für zwei Altersgruppen und erkläre, warum die Werte keine persönlichen Sollzahlen sind.
- AES-Tagesplanung: Entwickle für eine fiktive Person einen abwechslungsreichen Tagesplan aus Ernährung, Schule, Freizeit und Bewegung und begründe Deine Entscheidungen.
- Energiedichte und Nährstoffdichte: Entwickle eine Infografik, die den Unterschied beider Begriffe anhand selbst gewählter Lebensmittel erklärt.
- Experteninterview: Befrage eine Ernährungsfachkraft, Lehrkraft oder Fachperson zu der Frage, warum Energiebedarf individuell ist, und fasse die wichtigsten Aussagen zusammen.
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Lernkontrolle
- Vergleich zweier Personen: Zwei gleichaltrige Jugendliche haben sehr unterschiedliche Tagesabläufe. Erkläre mindestens drei Gründe, warum ihr Energiebedarf unterschiedlich sein kann.
- Tagesablauf analysieren: Ordne einem fiktiven Tagesablauf einen geeigneten PAL-Bereich zu und begründe Deine Entscheidung anhand der enthaltenen Tätigkeiten.
- Verpackungen bewerten: Zwei Müslis haben unterschiedliche Portionsgrößen. Erkläre, warum ein Vergleich pro 100 g aussagekräftiger sein kann als ein Vergleich pro Portion.
- Langfristig denken: Begründe, warum eine Energiebilanz nicht nach einer einzelnen Mahlzeit oder einem einzelnen Tag beurteilt werden sollte.
- Lebensmittel erklären: Ein Lebensmittel enthält viel Wasser und Ballaststoffe, ein anderes viel Fett und wenig Wasser. Erkläre, wie sich dies auf die Energiedichte auswirken kann.
- Transfer in den Alltag: Entwickle drei alltagstaugliche Möglichkeiten, wie Bewegung selbstverständlich in Schule, Freizeit oder Haushalt integriert werden kann, und erkläre den Zusammenhang mit dem Leistungsumsatz.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen können, dass Du die wichtigsten Begriffe nicht nur kennst, sondern anwenden kannst.
- Grundumsatz: Du kannst erklären, warum der Körper auch in Ruhe Energie benötigt.
- Leistungsumsatz: Du kannst den Einfluss von Alltagsbewegung und Sport erklären.
- Gesamtumsatz: Du kannst den Zusammenhang zwischen Grund- und Leistungsumsatz darstellen.
- PAL-Wert: Du kannst unterschiedliche Aktivitätsniveaus einordnen.
- Energiebilanz: Du kannst Energiezufuhr und Energieverbrauch in Fallbeispielen gegenüberstellen.
- Nährwertkennzeichnung: Du kannst Energieangaben auf Lebensmittelverpackungen lesen und vergleichen.
- Energiedichte: Du kannst erklären, warum der Energiegehalt allein noch keine Aussage über die gesamte Ernährungsqualität eines Lebensmittels erlaubt.
- Energiebedarf: Du kannst begründen, warum Richtwerte nicht mit dem persönlichen Bedarf gleichgesetzt werden dürfen.
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